DE3425371C2 - Film die head for the production of tubular films - Google Patents

Film die head for the production of tubular films

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Description

Die Erfindung betrifft einen Folienblaskopf für die Hersteilung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Massen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a film die head for the production of tubular films from thermoplastic Masses according to the preamble of claim 1.

Die Leistung von Anlagen zur Herstellung von geblasenen Schlauchfolien wird im wesentlichen durch die erreichbare Kühlleistung begrenzt, weil die Abzugsgeschv/indigkeit nur so groß sein darf, daß sichergestellt ist, daß die Folien mindestens im Zeitpunkt ihres Flachlegens so weit abgekühlt sind, daß die aufeinanderliegender! Folienbahnen nicht miteinander verblocken können. Als kühlendes Medium für die extrudierten Schlauchfolien hat sich Luft als ideal erwiesen, weil diese eine zu schroffe Abkühlung, die die Folienqualität beeinträchtigt, vermeidet. Zur Kühlung des zwischen dem Folienblaskopf und der Flachlegeeinrichtung zu einer Folienblase aufgeblasenen Folienschlauches werden seit einigen Jahren Folienblasköpfe eingesetzt, die durch das Prinzip der Folieninnenkühlung mit ständigem Austausch der die Folienblase stützenden Luft durch Kühlluft gegenüber Blasfolienanlagen mit stationärer Blase und nur mit kühlender Außenluft praktisch eine Leistungsverdoppelung ermöglicht haben. Ein besonderes Problem bei dem Austausch der kühlenden Stutzluft ergibt sich jedoch daraus, daß die Innenluftzuführungs- und -abführungskanäle durch den Folienblaskopf hindurchgeführt werden müssen, wobei sie derart anzuordnen sind, daß sich keine Beeinträchtigung derThe performance of systems for the production of blown tubular films is essentially determined by the achievable cooling capacity is limited because the withdrawal speed may only be so high that it is ensured is that the foils have cooled down enough at least at the time they are laid flat that the layers on top of each other! Cannot block the film webs with one another. As a cooling medium for the extruded Tubular films have proven to be ideal because of the abrupt cooling that affects the film quality impaired, avoids. To cool the between the film die head and the lay-flat device to one Foil blown film tube have been used for several years, the through the principle of internal film cooling with constant exchange of the air supporting the film bubble with cooling air compared to blown film systems with a stationary bubble and only practical with cooling outside air have enabled a doubling of performance. A particular problem when replacing the cooling However, support air arises from the fact that the internal air supply and discharge channels through the film die must be passed through, and they are to be arranged in such a way that no impairment of the

Schmelzezuführungskanäle ergibt. Wegen der großenMelt supply channels results. Because of the big

Mengen auszutauschender, die Folienblase kühlender Stützluft kommt grundsätzlich nur eine axiale Zu- und Abführung der Innenluft in Betracht Die axiale Zuführung der Innenkühlluft macht eine seitliche Einspeisung der Schmelze in den Folienblaskopf erforderlich, wenn man nicht eine aufwendigere Anordnung wähl», wie sie aus der DE-PS 23 06 834 bekannt istAmounts of supporting air that needs to be exchanged and cools the film bubble is basically only supplied axially Discharge of the inside air into consideration The axial supply of the inside cooling air makes a side feed the melt in the film die is required if you don't choose a more elaborate arrangement like that from DE-PS 23 06 834 is known

Ein aus der DE-OS 20 09 914 bekannter Folienblaskopf mit einem seitlichen Zuführungskanal für die Schmelze weist den Nachteil auf, daß der Blaskopf wegen der unterschiedlich langen Schmelzeleitungen bis zum Düsenspak ungleich erwärmt wird, so daß sich ein unsymmetrisches Temperaturprofil über den Umfang des Folienblaskopfes ergibt und jeder Leistungs- oder Materialwechsel, der Temperaturänderungen in der Schmelze hervorruft, ein unerwünschtes Nachzentrieren des Düsenspalts erforderlich machen kann.
Ein aus der DE-AS 17 29 055 bekannter Folienblaskopf der eingangs angegebenen An vermeidet zwar den Nachteil unterschiedlich langer Fließwege der Schmelze von dem Einspeisungspunkt bis zu dem den Folienschlauch ausformenden Düsenspalt dadurch, daß die Schmelze zunächst entgegen der Abzugsrichtung der ausgeformten Folienblase umgelenkt, anschließend über eine Umlenkschulter mit einem etwa halbellyptischen Profilverlauf in Folienabzugsrichtung »umgestülpt« und dann zu dem Düsenspalt geleitet wird. Bei mit diesem bekannten Folienblaskopf hergestellten Schlauchfolien wurde jedoch eine Foliendünnstelle beobachtet die im Bereich der Zusammenflußstelie der im Mündungsbereich geteilten Schmelzeströme liegtA film die known from DE-OS 20 09 914 with a lateral feed channel for the melt has the disadvantage that the die is heated unevenly because of the different lengths of the melt lines up to the nozzle stack, so that there is an asymmetrical temperature profile over the circumference of the film die and every change in performance or material that causes temperature changes in the melt can make it necessary to re-center the die gap.
A known from DE-AS 17 29 055 film die head of the type indicated at the beginning avoids the disadvantage of different long flow paths of the melt from the feed point to the nozzle gap forming the film tube in that the melt initially deflects against the withdrawal direction of the formed film bubble, then over a deflection shoulder with an approximately semi-elliptical profile course is "turned inside out" in the direction of film removal and then guided to the nozzle gap. In the case of tubular films produced with this known film die, however, a thin film point was observed which lies in the region of the confluence point of the melt streams divided in the mouth region

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Folienblaskopf der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der bei Einbau einer leistungsfähigen Foiicninnenkühivorrichtung die Herstellung von Schlauchfolien mit einem gleichmäßigeren Dickenprofil ermöglichtThe object of the invention is therefore to create a film blow head of the type specified at the outset, which is used in Installation of a powerful indoor film cooling device enables the production of tubular films with a more uniform thickness profile

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöstAccording to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die bei den mit dem bekannten Folienblaskopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 hergestellten Schlauchfolien beobachtete Dünnstelle auf der Fließnaht beruht die sich an der Zusammenflußstelle der geteilten Schmelzeströme dadurch einstellt, daß diese aufgrund der Wandscherung eine Temperaturerhöhung an ihren wandnaherc Schichten erfahren, so daß sich an der Zusammenflußstelle ein die Wandung des extrudierten Folienschlauches durchsetzender Bereich mit erhöhter Temperatur und somit geringerer Viskosität ergibt, der dazu führt, daß in diesem Bereich die Schlauchfolie mit größerer Querreckung aufgeblasen wird. Die Wandscherung der Schmelze mit der dadurch bedingten Viskositätsänderung tritt auch an den Wandungen der koaxialen Ringkanäle auf. Diese verteilt sich jedoch gleichmäßig über den Gesamtumfang der zu einem Schlauch auszuformenden Schmelze, so daß sich die dadurch bewirkte Viskositätsänderung störend nicht auf die Toleranzen der Foliendicke auswirken kann. Anders verhält es sich mit den Grenzschichten der Schmelze, die über die oberen Begrenzungswandungen des ersten Ringkanals fließen und an der Zusammenflußstelle unter Bildung der Fließnaht wieder vereinigt werden. Die diese Fließnaht bildende Schmelze ist durch die Wandscherung über die volle Dicke des extrudierten Folienschlauches unter Verringerung der Viskosität erwärmt worden, was die erwähnte ausgeprägte Foliendünnstelle zur Folge hat. Durch die erfindungsgemäße AbkühlungThe invention is based on the knowledge that the with the known film die head after Preamble of claim 1 produced tubular films observed thin point on the flow seam is based on the point of confluence of the divided melt flows in that this because of the wall shear experience a temperature increase in their near-wall layers, so that the confluence point is a wall of the extruded tubular film penetrating through the area with a raised Temperature and thus lower viscosity results, which leads to the tubular film in this area is inflated with a greater transverse stretch. The wall shear of the melt with the resulting Change in viscosity also occurs on the walls of the coaxial ring channels. However, this is distributed evenly over the entire circumference of the melt to be formed into a tube, so that the The change in viscosity caused cannot interfere with the tolerances of the film thickness. Different It is the case with the boundary layers of the melt, which over the upper boundary walls of the first Flow ring channel and are reunited at the point of confluence to form the flow seam. the the melt forming this flow seam is due to the wall shear over the full thickness of the extruded tubular film has been heated with a reduction in viscosity, resulting in the aforementioned pronounced thin point in the film has the consequence. Due to the cooling according to the invention

einer Wandung oder beider Wandungen des zu dem Düsenspalt führenden Ringkanals wird die Temperatur und damit die Viskosität der Schmelze im Bereich der Fließnaht den angrenzenden Bereichen angeglichen, so daß der extrudierte Folienschlauch ein im wesentlichen vergleichmäßigtes Temperaturprofil aufweist und eine Dünnstelle aufgrund der Fließnaht vermieden wird.one wall or both walls of the annular channel leading to the nozzle gap is the temperature and thus the viscosity of the melt in the area of the flow seam is adjusted to the adjacent areas, see above that the extruded film tube has a substantially uniform temperature profile and a Thin point due to the flow seam is avoided.

Als Kühlmittel kann durch die Temperierbohrungen beispielsweise Preßluft oder ein Temperieröl geleitet werden, deren Temperatur unter der Schmelzetemperatür des ausgeformten Kunststoffschlauches liegt Durch die Kühlung wird die Schmelzetemperatur der Zusammenflußnaht abgesenkt und dadurch die Schmelzeviskosität wieder angehoben, so daß unzulässige Foliendikkenuntertoleranzen an dieser Stelle vermieden werden.For example, compressed air or a temperature control oil can be passed through the temperature control bores as a coolant whose temperature is below the melt temperature of the molded plastic tube the cooling lowers the melt temperature of the confluence seam and thereby the melt viscosity raised again, so that impermissible lower film thickness tolerances are avoided at this point.

Die innere und äußere Wandung des zweiten Ringkanals des Folienblaskopfes kann mit Ausnahme eines axialen Bereiches zwischen der Zusammenflußstelle und dem Düsenspalt auch mit einer Heizmanschette versehen sein, die den an die Fließnaht angrenzenden Bereich des extrudierten Folienschlauches so weit aufheizt, daß sich in diesem ein gleichmäßiges Temperatur- und Viskositätsprofil einstelltThe inner and outer walls of the second ring channel of the film die can with the exception of one axial area between the confluence point and the nozzle gap is also provided with a heating jacket be, which heats the area of the extruded film tube adjoining the flow seam to such an extent that A uniform temperature and viscosity profile is established in this

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of further subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing shows

F i g. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Folienblaskopf undF i g. 1 shows an axial longitudinal section through the film die and

Fig.2 einen Querschnitt durch den Folienblaskopf längs der Linie H-II in F i g. 1.2 shows a cross section through the film blow head along the line H-II in FIG. 1.

Von einem nicht dargestellten Extruder für thermoplastische und/oder elastomere Massen wird die Schmelze 1 mitteis des Anschlußflansches 2 in das Biaskopfgehäuse 3 eingeleitet. In das Gehäuse 3 ist mittels des Dichtkegels 5 der Fließkanal-Einsatz 4 eingesetzt, in dem die Strömungskanäle mit der den Schmelzestrom aufteilenden Fließschneide 6 angeordnet sind.From an extruder, not shown, for thermoplastic and / or elastomeric materials, the Melt 1 introduced into the bias head housing 3 in the middle of the connecting flange 2. In the housing 3 is means of the sealing cone 5 of the flow channel insert 4 is used, in which the flow channels with which the melt flow dividing flow cutting edge 6 are arranged.

Entgegengesetzt zur Folienabzugsrichtung 17 wird die Schmelze zwischen der Bohrung des Gehäuses 3 und der Umlenkschulter 7 des Einsatzes 4 in dem Fließkanal 8 derart umgelenkt, daß vom Zentrum der Zuführungsbohrung 1 durch die Schmelze-Umlenkung über die etwa halb-elliptisch verlaufende Formschulter 10 die Schmelze derart in den zum Düsenspalt 15 führenden inneren Schmelzeringkanal 9 geführt wird, daß sich vom zentralen Einspeisungspun'u 1 in das Gehäuse 3 längs eines jeden Stromfadens bis zum Umfang des ausformenden Düsenspalts 15 gleich lange Fließwege ergeben. Die obere Fließkanalwandung 11 stellt die in radialer Ebene verlaufende Basis für die die Schmelze umlenkende Formschulter 7,10 dar. An dieser in radialer Ebene verlaufenden Ebene 11 tritt die störende Schererwärmung der Schmelze auf, die anschließend an der Zusammenflußschneide W radial den gesamten Schmelzestrom durchsetzt und an dieser Stelle besagte Foliendünnstelle verursacht.Opposite to the film withdrawal direction 17, the melt is deflected between the bore of the housing 3 and the deflection shoulder 7 of the insert 4 in the flow channel 8 in such a way that the melt is deflected from the center of the feed bore 1 through the melt deflection via the approximately semi-elliptical forming shoulder 10 into the inner melt ring channel 9 leading to the nozzle gap 15 so that flow paths of equal length result from the central feed point 1 into the housing 3 along each flow filament to the circumference of the nozzle gap 15 forming. The upper flow channel wall 11 represents the base running in the radial plane for the mold shoulder 7, 10 which deflects the melt. At this plane 11 running in the radial plane, the disruptive shear heating of the melt occurs, which then radially penetrates the entire melt flow at the confluence cutting edge W and caused at this point said thin film point.

Der innere Düsenring 13 wird durch die innere Schmelzekanalhülse 14 getragen, während der auf den Fließkanal 4 aufgesetzte Düsenring 12 gemeinsam mit dem inneren Düsenring 13 den die Folie ausformenden Düsenspalt 15 bildet.The inner nozzle ring 13 is carried by the inner melt channel sleeve 14, while on the The nozzle ring 12 attached to the flow channel 4, together with the inner nozzle ring 13, forms the film Nozzle gap 15 forms.

Die ausgeformte Foiienblase 16 wird durch die Folienkühiluft abgekühlt, aufgeweitet und einer nicht dargestellten Abzugsvorrichtung 17 zugeführt und anschließend aufgewickelt.The formed film bubble 16 is cooled by the film cooling air cooled, expanded and one not shown Take-off device 17 fed and then wound up.

In die innere Bohrung 18 Her inneren Schmelzekanalhülse 14 ist das Innenluft-Zuführungsrohr 19 eingesetzt, in dem wiederum über die radial angeordneten Stege 20 das Innenluft-Absaugrohr 21 gehalten wird. Die von einem nicht dargestellten Gebläse zugeführte Innenkühlluft 22 wird oberhalb des inneren Düsenrings 13 an die Folienblasen-Innenseite geleitet, wobei die Luftführung durch eine schematisch dargestellte Innenkühlvorrichtung 23 verbessert wird. Anschließend wird die erwärmte Kühlluft 24 durch das Rohr 21 abgeleitet und von einem nicht dargestellten Gebläse abgesaugtIn the inner bore 18 Her inner melt channel sleeve 14, the inside air supply pipe 19 is inserted, in which again via the radially arranged webs 20 the inside air suction pipe 21 is held. The internal cooling air supplied by a fan (not shown) 22 is passed above the inner nozzle ring 13 to the inside of the film bubble, whereby the air duct is improved by a schematically illustrated internal cooling device 23. Then the heated Cooling air 24 diverted through the pipe 21 and sucked off by a fan, not shown

Auf der von der Blaskopf-Längsachse, der Bohrungsachse 1 der Schmelzezuführung sowie der Zusammenflußschneide W aufgespannten Ebene wird in Schmelzeflußrichtung hinter der Fließschneide 11' in dem Schmelzekanaleinsatz 4 die Temperierbohrung 25 mit der Temperiermittelzuleitung 26 bzw. -ableitung 27 angeordnet, während in der gegenüberliegenden Wandung der inneren Schmelzekanalhülse 14 in gleicher Höhe und gleicher Länge eine parallel ver>'jfende Temperierbohrung 28 angeordnet wird. Die Teir periermedium-Zuleitung für die Bohrung 28 ist mittels des Zuleitungspfeils 29 bzw. des Ableitungspfeils 30 angedeutet, wobei die Zuleitungsbohrungen 26, 29 sowie die Ableitungsbohr'ingen 27,30 in Parallelschaltung zusammengefaßt werden.On the plane spanned by the longitudinal axis of the blow head, the bore axis 1 of the melt supply and the confluence cutting edge W, the temperature control bore 25 with the temperature control medium supply line 26 or discharge line 27 is arranged in the melt flow direction behind the flow cutting edge 11 'in the melt channel insert 4, while in the opposite wall the inner melt channel sleeve 14 is a parallel ver>'Jfende tempering bore 28 is arranged at the same height and the same length. The periermedium feed line for the bore 28 is indicated by the feed arrow 29 and the discharge arrow 30, the feed bores 26, 29 and the discharge bores 27, 30 being combined in parallel.

Als Gegenstück zur Umlenkschulter 7, 10 des Schmelzekanalteils 4 ist der Gegenring 31 eingesetzt, dessen muldenförmige Ausnehmung 32 mitt konstantem Abstand zur Umlenkschulter 10 verläuft.The counter ring 31 is used as a counterpart to the deflection shoulder 7, 10 of the melt channel part 4, whose trough-shaped recess 32 runs at a constant distance from the deflection shoulder 10.

Die Versorgungsleitungen 29, 30 für die in der inneren Schmelzekanalhülse 14 angeordneten Temperierbohrung 28 verlaufen zweckmäßigerweise zwischen der Innenbohrung der Hülse 14 sowie dem Innenluft-Zuleitungsrohr 19.The supply lines 29, 30 for the temperature control bore arranged in the inner melt channel sleeve 14 28 expediently run between the inner bore of the sleeve 14 and the inner air supply pipe 19th

Unterhalb der Schmei2ekanaizuleitung 1 ergeben sich entgegengesetzt dem ausformenden Düsenspalt 15 in den Fließkanälen 8,9,10 am Umfang des Blaskopfgehäuses 3 unterschiedliche Erwärmungen bzw. Wärmeverluste. Um diese zu kompensieren, ist vorgesehen, mittels eines empfindlichen Schmelze-Massetemperaturfühlers 33 die exakte Schmelzetemperatur zu messen und mittels eines nicht dargestellten Temperaturreglers eine Heizmanschette 34 auf Massetempera'ur zu regeln, um in diesem Bereich der Schmelzeumleitung am Blaskopfumfang gleiche Gehäusetemperaturen sicherzustellen. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, zumindest in gleicher axialer Länge auf der Innenseite der inneren Schmelzekanalhülse 14 ebenfalls ein inneres Heizband anzubringen, um Abkuhlungseffekte durch die Innenkühivorrichtung 21—24 auszugleichen. Die Schmelzetemperatur des Masse-Thermoelements 33 kann auf einem Tei,iparatur-Anzeiger 35 sichtbar gemacht werden, so daß die Betriebsweise des Blaskopfes beurteilt werden kann.Below the Schmei2ekanaizuleitung 1 there are opposite to the forming nozzle gap 15 in the flow channels 8,9,10 on the circumference of the blow head housing 3 different warmings or heat losses. To compensate for this, it is provided that to measure the exact melt temperature by means of a sensitive melt mass temperature sensor 33 and to regulate a heating jacket 34 to mass temperature by means of a temperature controller (not shown), in order to ensure the same housing temperatures in this area of the melt diversion at the die circumference. In addition, it is advantageous to have at least the same axial length on the inside of the inner Melt channel sleeve 14 also to attach an inner heating band to cool down effects by the Innenkühivorrichtung 21-24 to balance. The melt temperature of the ground thermocouple 33 can be on a Part of the repair indicator 35 can be made visible, so that the operation of the blow head can be assessed.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Einschicht-Folienblaskopf. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, dieses Prinzip auch für Mehrschicht-Coextrusion zu verwenden, wobei die seitliche Zuführung der innersten Schicht in der zum Düsenspalt abgewandten Seite in unterster Position, die Mittelschicht in nächster radialer Ebene und die Außenschicht in zum Düsenspalt zeigender radialer Ebene angeordnet ist.The exemplary embodiment shows a single-layer film blow head. However, it is easily possible to do this The principle can also be used for multi-layer coextrusion, the lateral feed of the innermost layer in the lowermost side facing away from the nozzle gap Position, the middle layer in the next radial plane and the outer layer in the radial plane pointing towards the nozzle gap Level is arranged.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Folienblaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Massen, bei dem ein seitlicher Zuführungskanal für die Schmelze in einen ersten Ringkanal mit in einer im wesentlichen radialen Ebene des Folienblaskopfes liegenden oberen Begrenzungswandung mündet, und bei dem ein zweiter, zu dem ersten Ringkanal konzentrischer, zu dem den Folienschlauch ausformenden Düsenspalt führender Ringkanal von dem ersten Ringkanal durch ein eingesetztes Rohrstück getrennt ist, das eine untere, beide Ringkanäle verbindende Oberströmkante aufweist und dessen axiale Länge von der oberen Begrenzungswandung zur Oberströmkante von der Mündung des Zuführungskanals bis zu der radial gegenüberliegenden Zusammenflußstelle <ler im Mündungsbereich geteilten Schmelzeströme derart abnimmt, daß die Fließwege der Schmelze zu dem Düsenspalt im wesentlichen gleich lang sind, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und/oder äußere Wand des zweiten Ringkanals (9) des mit axial und konzentrisch angeordneten Kanälen (19, 21) zum Zu- und Abführen der kühlenden Stützluft versehenen Folienblaskopfes in dem Bereich zwischen der Zusammenflußstelle (11') und dem Düsenspalt (13) mit axial verlaufenden, mit Zu- und Abflußleitungen (26,27; 29,30) versehenen Bohrungen (25,28) versehen ist bzw. sind.1. Foil die for the production of tubular films from thermoplastic masses which a lateral feed channel for the melt in a first annular channel with in a substantially radial plane of the film blow head lying upper boundary wall opens, and in which a second, concentric to the first annular channel, to the nozzle gap that forms the film tube the leading ring channel is separated from the first ring channel by an inserted piece of pipe, which has a lower upper flow edge connecting both ring channels and its axial length from the upper boundary wall to the upper flow edge of the mouth of the feed channel divided up to the radially opposite confluence point <ler in the mouth area Melt flow decreases in such a way that the flow paths of the melt to the die gap are essentially are of equal length, characterized in that the inner and / or outer wall of the second Annular channel (9) with axially and concentrically arranged channels (19, 21) for supply and discharge the cooling support air provided film die in the area between the confluence point (11 ') and the nozzle gap (13) with axially extending, provided with inflow and outflow lines (26,27; 29,30) Bores (25,28) is or are provided. 2. Folienblaskopf nach den? Oberbegriff des Anspruchs I, dadurch gekennzeichnet, daß die innere and/oder äußere Wandung: des zweiten Ringkanals (9) des Folienblaskopfes mit Ausnahme eines axialen Bereiches zwischen der Zusamrnenflußsteüe (U') und dem Düsenspalt (13) mit einer Heizmanschette versehen ist.2. Foil die after the? Generic term of the claim I, characterized in that the inner and / or outer wall: of the second annular channel (9) of the film die with the exception of an axial area between the confluence part (U ') and the nozzle gap (13) is provided with a heating jacket.
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